CN102903863A - 电池单元、夹具及制造电池单元的方法 - Google Patents

电池单元、夹具及制造电池单元的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池单元、一种夹具及一种制造该电池单元的方法。壳体包括通过第一翼部分和第二翼部分沿相对的边缘终止的前部和背部，背部与前部相对地设置，绝缘膜沿前部与第一翼部分和第二翼部分中的每个翼部分之间的汇合处的长度弯曲，绝缘膜中的一对孔按照相对于汇合处的长度平行的队列保持，绝缘膜粘附到并覆盖前部以及第一翼部分和第二翼部分中对应的一个翼部分，以防止电解质的泄漏以及导致的二次电池的导电金属组件的腐蚀。

Description

电池单元、夹具及制造电池单元的方法
本申请参照于2011年7月29日在先提交到美国专利商标局并因此被适时指定序列号61/513,350的申请和于2012年2月9日在先提交到美国专利商标局并因此被适时指定序列号13/370,090的申请，将这些申请包含于此，并要求这些申请的全部权益。
技术领域
本发明的一个或多个实施例涉及一种绝缘膜附着夹具及一种使用其制造的电池单元。
背景技术
通常，二次电池是不同于不可再充电一次电池的可再充电电池，其被广泛地用于诸如移动电话、个人数字助理（PDA）和膝上型计算机的小型高科技电子装置中。
在各种类型的二次电池中，与将电极组件装入金属罐中的有角或圆柱形二次电池的电池容量相比，将电极组件容纳并密封在柔软的袋形壳体中的袋型二次电池提供了更高的电池容量，这是由于袋型壳体的厚度比金属罐的厚度小很多。因袋型壳体的纤薄性，所以能够提供用于较大电极组件的空间，因而与整体外部尺寸相同的其他二次电池所可以达到的容量和电能密度相比，产生更高的容量和电能密度。
虽然袋型壳体可以增大电池的容量，并可以容易地以不同的形状制造，但袋型壳体易于破裂。在壳体破裂时，包括在袋型壳体中的导电金属组件与阴极板之间发生快速产生的腐蚀，导致短路。
发明内容
本发明的一方面提供了一种用于袋型电池的设计，该设计防止在袋的制造中存在的金属层和电极组件之间发生电短路。
本发明的另一方面提供了一种制造电池的方法，该电池具有袋中的金属层与袋型电池的其他导电组件之间不易发生电短路的设计。
本发明的又一方面提供了一种用于制造电池的夹具的设计，在制造过程中，夹具能够在电池的组件之间沿其纵向或较长长度达到精确且可重复的对准。
根据本发明的一方面，提供了一种电池单元，该电池单元包括：电极组件；壳体，容纳电极组件，壳体包括通过第一翼部分和第二翼部分沿相对的边缘终止的前部和背部，第一翼部分与第二翼部分相对地设置；以及绝缘膜，沿前部与第一翼部分和第二翼部分中的一个翼部分之间的汇合处的长度弯曲，绝缘膜沿第一翼部分和第二翼部分中的所述一个翼部分的长度粘附到并覆盖所述前部以及第一翼部分和第二翼部分中的所述一个翼部分。
绝缘膜中的一对孔可按照相对于汇合处的长度平行的队列保持。
绝缘膜可以具有粘附到第一翼部分和第二翼部分中的所述一个翼部分的第一部分以及粘附到壳体的所述前部的第二部分。绝缘膜的第二部分可以沿与第一部分基本垂直的方向延伸。电极组件可以包括延伸到壳体的外部的阴极接线片和阳极接线片。电极组件可以包括阴极板、阳极板以及布置在阴极板和阳极板之间的分隔件，阴极接线片可以连接到阴极板，阳极接线片可以连接到阳极板。
根据本发明的另一方面，提供了一种夹具，该夹具包括：支撑件；单元安装件，结合到所述支撑件并提供倾斜表面以将电池单元保持在所述倾斜表面上；以及膜支撑件，布置在所述支撑件的顶部上并包括平坦表面以支撑绝缘膜的至少一部分，所述平坦表面具有防止绝缘膜移动的多个固定构件和多个吸孔。所述支撑件可以包括多个支撑部件，可通过调节支撑部件的相对位置来调节所述支撑件的高度。所述支撑件可以包括第一支撑件、第二支撑件和第三支撑件，第一支撑件可以为基体，第二支撑件可以从第一支撑件垂直地延伸，第三支撑件可以布置在第二支撑件的顶部附近，膜支撑件可以布置在第三支撑件上。膜支撑件相对于所述支撑件可以是可旋转的。第二支撑件可以具有长槽，长槽通过一个螺栓结合到第三支撑件中的结合孔，第二支撑件中的长槽可以基本上大于第三支撑件中的结合孔，以允许膜支撑件和第三支撑件相对于第一支撑件和第二支撑件升高和下降。膜支撑件还可以包括真空口，真空口与吸孔连通并附接到与真空装置连接的管。每个固定构件可以从膜支撑件的所述平坦表面突出，以引导绝缘膜并将绝缘膜对准在所述平坦表面上。
根据本发明的又一方面，提供了一种制造电池单元的方法，该方法包括下述步骤：通过将电极组件插入下壳体中的容纳空间中，将上壳体和下壳体密封到一起，以及通过将上壳体密封到下壳体的壳体的边缘翻叠而在裸电池的相对侧形成第一翼部分和第二翼部分，来制备裸电池；将裸电池放置在夹具的安装空间上，使得第一翼部分朝上并在夹具的膜支撑件附近；将第一绝缘膜固定到夹具的膜支撑件上；将第一绝缘膜的第一部分附着到裸电池的第一翼部分；将附着有第一绝缘膜的第一部分的裸电池从夹具移除；以及将第一绝缘膜的第二部分附着到裸电池的前表面。该方法还可以包括以与上面将第一绝缘膜附着到第一翼部分的方法相似的方法将第二绝缘膜附着到裸电池的第二翼部分。
将第一绝缘膜固定到膜支撑件上的步骤可以包括：放置第一绝缘膜，其中，将从膜支撑件突出的多个固定构件插入到布置在第一绝缘膜和衬纸中的每个中的孔中，衬纸附着到第一绝缘膜的一侧；以及将吸力施加到形成在膜支撑件中并被衬纸覆盖的吸孔。将第一绝缘膜固定到膜支撑件上的步骤可以包括：放置第一绝缘膜，衬纸附着到第一绝缘膜的一侧，从膜支撑件突出的多个固定构件插入到布置在衬纸的未被第一绝缘膜覆盖的部分中的孔中；以及将吸力施加到形成在膜支撑件中并被衬纸覆盖的吸孔。
将第一绝缘膜的第一部分附着到裸电池的第一翼部分的步骤可以包括：相对于安装在夹具上的裸电池向上旋转膜支撑件和第一绝缘膜的组合；通过除去衬纸的相应的第一部分，来暴露在从膜支撑件的边缘突出的第一绝缘膜的第一部分的底部上的粘合剂；以及通过向下旋转膜支撑件和第一绝缘膜的组合来将绝缘膜的第一部分粘附到裸电池的第一翼部分。将第一绝缘膜的第二部分附着到裸电池的前表面的步骤可以包括：从第一绝缘膜的第二部分除去衬纸的第二部分；以及将第一绝缘膜的第二部分翻叠到裸电池的前表面上，使得第一绝缘膜的第二部分与第一绝缘膜的第一部分垂直。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照以下的详细描述，本发明的更完全的理解以及本发明的许多附随优点将易于明显，同时变得更好理解，在附图中，相同的标记表示相同或相似的组件，其中：
图1是示出根据本发明第一实施例的电池单元的斜视图；
图2是示出图1的电池单元的分解斜视图；
图3是示出图1的电池单元的壳体和电极组件的斜视图；
图4是沿图1中的剖面线IV-IV截取的剖视图；
图5是示出根据本发明实施例的绝缘膜附着夹具的斜视图；
图6A和图6B是示出图5的夹具的第二支撑件和第三支撑件的相对位置的侧剖视图；
图7A是示出通过使用图5的夹具附着到裸电池的绝缘膜的斜视图；
图7B是图7A中的绝缘膜的分解斜视图；
图8是示出绝缘膜和裸电池安装在图5的夹具上的状态的斜视图；
图9是图8的侧视图；
图10是示出裸电池和绝缘膜与图9的夹具分开的状态的斜视图；
图11是示出附着有绝缘膜的裸电池在图10的状态下再次安装在夹具上的状态的视图；
图12是示出根据本发明第二实施例的电池单元的斜视图；
图13A是示出附着到图12的电池单元的壳体的绝缘膜的斜视图；
图13B是图13A的分解斜视图；
图14是示出绝缘膜和裸电池安装在夹具上的状态的斜视图；
图15是示出附着有绝缘膜的裸电池与图14的夹具分开的状态的斜视图；
图16是斜视图，该斜视图示出了包括附着有绝缘膜的第一翼部分的裸电池在图15的状态下再次安装在夹具上的状态；
图17是沿图1的剖面线IV-IV截取的放大剖视图；以及
图18A和图18B是斜视图，其示出了根据本发明的两个实施例，将附着到绝缘膜的衬纸或剥离纸与从膜支撑件延伸出的对准销精确地对准。
具体实施方式
将参照附图更充分地描述本发明的优点和特征以及实现该优点和特征的方法，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该将本发明解释成局限于这里提出的实施例；而是，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完全的，并且这些实施例将把本发明的构思充分地传达给本领域普通技术人员。同时，这里使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，并且不意图限制示例性实施例。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式的“一个（种）”和“所述（该）”也意图包括复数形式。还将理解的是，这里使用的术语“包括”及其变形说明存在所述特征、整体、步骤、操作、构件、组件和/或它们的组，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、构件、组件和/或它们的组。将理解的是，虽然这里可以使用术语第一、第二等来描述不同的元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。
现在转到图1至图4，图1是示出根据本发明第一实施例的电池单元10的斜视图，图2是示出图1的电池单元10的分解斜视图，图3是示出图1的电池单元10的壳体120和电极组件110的斜视图，图4是沿图1中的线IV-IV截取的剖视图。
参照图1至图4，电池单元10包括裸电池B和绝缘膜130，裸电池B包括电极组件110和壳体120，绝缘膜130附着到裸电池B的一侧或多侧。
电极组件110包括阳极板111、阴极板112以及设置在阳极板111和阴极板112之间的分隔件113。阳极板111包括阳极活性材料部分和非阳极活性材料部分，通过将阳极活性材料施加到由铝等制成的阳极集流体的表面上来形成阳极活性材料部分，非阳极活性材料部分不具有阳极活性材料。例如，阳极活性材料可以是锂硫属化合物或诸如LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2或LiMnO4的锂过渡金属氧化物。具有预定长度的阳极接线片114附着到非阳极活性材料部分。
阴极板112包括阴极活性材料部分和非阴极活性材料部分，通过将阴极活性材料施加到由镍等制成的阴极集流体的表面上来形成阴极活性材料部分，非阴极活性材料部分不具有阴极活性材料。阴极活性材料可以是碳材料（例如结晶碳、碳复合物或碳纤维）、锂金属或锂合金。具有预定长度的阴极接线片115附着到非阴极活性材料部分。
可以通过将分隔件113插在阳极板111和阴极板112之间以形成堆叠件并卷绕堆叠件以产生胶卷（jelly-roll）形状来制造电极组件110。电极组件110包括阳极接线片114和阴极接线片115，以电连接到外部。阳极接线片114电连接到阳极板111，阴极接线片115电连接到阴极板112。绝缘带116和117可以分别设置在阳极接线片114和阴极接线片115上，以使阳极接线片114和阴极接线片115与上壳体部分120a和下壳体部分120b绝缘。
壳体120将电极组件110容纳在其中，并且包括上壳体部分120a和下壳体部分120b。上壳体部分120a形成壳体120的背表面120ab，而下壳体部分120b形成壳体120的前表面120bf。上壳体部分120a和下壳体部分120b沿着它们的边缘整体地粘附到彼此，以将电极组件110密封在其内。容纳有电极组件110的容纳空间S可通过压力加工形成在下壳体部分120b中。
壳体120可以具有包括热结合层121、金属层122和绝缘层123在内的多层结构，热结合层121具有热熔性并用作密封构件，金属层122包括金属，保持机械强度并用作用于防止潮气和氧渗透的阻挡件。热结合层121形成在金属层122的第一表面上，绝缘层123形成在金属层122的第二表面上，金属层122的第二表面与金属层122的第一表面相对。
金属层122可以由诸如铝、钢或不锈钢的材料制成。热结合层121可以是由例如流延聚丙烯形成的聚烯烃层。绝缘层123可以由聚对苯二甲酸乙二酯（PET）或尼龙制成，然而，本实施例不限于此。
在将电极组件110容纳在下壳体部分120b的容纳空间S内之后，可以通过热结合技术等将上壳体部分120a和下壳体部分120b的边缘粘附到彼此。阳极接线片114和阴极接线片115通过平台部分126伸出，平台部分126是上壳体部分120a和下壳体部分120b之间的粘附表面中的任意一个，第一翼部分124a和第二翼部分124b（可以称作翼部分124）设置在与平台部分126垂直的侧部。
第一翼部分124a和第二翼部分124b弯曲以围绕裸电池B的侧表面。在这种情况下，第一翼部分124a和第二翼部分124b可以弯曲成与下壳体部分120b的侧表面基本平行。参照图4，第一翼部分124a和第二翼部分124b形成为使得上壳体部分120a和下壳体部分120b彼此叠置并且金属层122通过第一翼部分124a和第二翼部分124b的端部部分地暴露。如果在长时间使用电池单元10时电解质泄漏，则可能通过金属层122发生短路。为了防止发生该短路，需要将金属层122绝缘。
壳体120可以由上壳体部分120a（即，背部）、下壳体部分120b（即，前部）、第一翼部分124a和第二翼部分124b构成，上壳体部分120a形成壳体120的背表面120ab并与下壳体部分120b相对地定位并匹配地接合，下壳体部分120b形成壳体120的前表面120bf，第一翼部分124a与第二翼部分124b相对地定位，其中，第一翼部分124a和第二翼部分124b中的每个在位置上与前部的边缘密封到背部处的接缝对应。上壳体部分和下壳体部分中的每个可以由电绝缘层、热结合层以及布置在电绝缘层和热结合层之间的金属层构成，电绝缘膜沿接缝的长度粘附到每个翼部分并覆盖每个翼部分，所述接缝形成于由对应的翼部分124和壳体120的前表面120bf形成的汇合处。在一个示例性设计中，二次电池可以由电极组件、壳体和绝缘膜构成，壳体接纳地容纳电极组件的插入，壳体包括前表面、与前表面相对设置的背表面、第一翼部分和与第一翼部分相对设置的第二翼部分，绝缘膜沿前表面与第一翼部分和第二翼部分中每个翼部分之间的汇合处的长度弯曲，同时，绝缘膜中的一对孔按照相对于汇合处的长度平行的队列保持，绝缘膜沿第一翼部分和第二翼部分的长度粘附到并覆盖前表面与第一翼部分和第二翼部分中每个翼部分相邻的部分。如在图4和图17中，绝缘膜沿前表面与第一翼部分和第二翼部分中每个翼部分之间的汇合处的长度弯曲，同时，绝缘膜的一个边缘以相对于汇合处的长度平行的布置保持，绝缘膜沿第一翼部分和第二翼部分的长度粘附到并覆盖前表面与第一翼部分和第二翼部分中每个翼部分相邻的部分。
电绝缘膜130设置在裸电池B的两侧以围绕翼部分124，从而维持作为裸电池B的边缘部分的翼部分124的密封状态并防止通过金属层122发生短路。
弯曲成基本上具有L形状的每个绝缘膜130包括与每个翼部分124对应的第一部分131和从第一部分131弯曲的第二部分132。如果绝缘膜130是平直的而不是弯曲的，并且每个绝缘膜130仅包括第一部分131，则绝缘膜130可能不会与裸电池B紧密地接触并且可能脱离裸电池B。在裸电池B厚度小时，这可能变得更严重。此外，金属层122可能直接暴露到外部。
绝缘膜130的第一部分131粘附到翼部分124的外表面，绝缘膜130的第二部分132粘附到裸电池B以与第一部分131基本上垂直。如果翼部分124弯曲成与下壳体部分120b的侧表面120bs基本平行，则绝缘膜130的第二部分132粘附到下壳体部分120b的前表面120bf，使得翼部分124与裸电池B紧密地接触。
现在转到图5，现在将讨论通过使用如上所述地构造的电池单元10的制造方法来将绝缘膜130附着到裸电池B的夹具。图5是示出根据本发明实施例的绝缘膜附着夹具（在下文中称作“夹具”）的斜视图。夹具包括支撑件30、单元安装件40和膜支撑件50。支撑件30形成夹具的框架。例如，在单独地形成第二支撑件32、第三支撑件33和用作基体的第一支撑件31之后，可以将第一支撑件31、第二支撑件32和第三支撑件33结合到彼此来形成夹具的框架。
例如，可以通过使用诸如螺栓的机械紧固构件将第一支撑件31和与第一支撑件31垂直的第二支撑件32可拆卸地结合到彼此。可以通过使用诸如螺栓的机械紧固构件将第二支撑件32和用于将第二支撑件32连接到膜支撑件50的第三支撑件33结合到彼此。可选择地，可以通过使用诸如焊接的永久方法将第一支撑件31与第二支撑件32以及第二支撑件32与第三支撑件33结合。可选择地，可以整体地形成夹具的框架。也就是说，第一支撑件31为基体，第二支撑件32从第一支撑件31垂直地延伸，第三支撑件33布置在第二支撑件32的顶部附近，膜支撑件50布置在第三支撑件33上。
现在转到图6A和图6B，图6A和图6B是示出图5的夹具的第二支撑件32和第三支撑件33的相对位置的侧剖视图。参照图6A和图6B，第二支撑件32和第三支撑件33通过使用螺栓C1结合到彼此，在这种情况下，其中插有螺栓C1的结合孔H2和H3分别形成在第二支撑件32和第三支撑件33中。形成在第二支撑件32中的诸如长槽的结合孔H2沿±D1方向（垂直方向）纵向地形成，因此，可以调节第三支撑件33与第二支撑件32的相对位置。例如，如果螺栓C1穿过形成在第二支撑件32中的诸如长槽的结合孔H2的最下端以及第三支撑件33的结合孔H3，则第三支撑件33设置在从第一支撑件31的底表面起的最低位置处，并且连接到第三支撑件33的膜支撑件50设置在最低位置处。如果螺栓C1穿过形成在第二支撑件32中的诸如长槽的结合孔H2的最上端以及第三支撑件33的结合孔H3，则第三支撑件33设置在从第一支撑件31的底表面起的最高位置处，并且连接到第三支撑件33的膜支撑件50设置在最高位置处。
如上所述，可以通过调节第二支撑件32和第三支撑件33的相对位置来调节膜支撑件50的高度。例如，如果绝缘膜130附着到具有小尺寸的裸电池B，则可以将膜支撑件50调节成具有低的高度，如果绝缘膜130附着到具有大尺寸的裸电池B，则可以将膜支撑件50调节成具有高的高度。以这样的方式，可以将绝缘膜130附着到各种类型的裸电池B。
单元安装件40提供用于将裸电池B安装在其上的安装空间R，以将绝缘膜130附着到裸电池B。将裸电池B安装在安装空间R中，使得第一翼部分124a与膜支撑件50相邻地设置。安装空间R可以具有倾斜的表面，使得裸电池B稳定地安装在安装空间R中。
虽然在图8中倾斜地安装裸电池B，但本实施例不限于此。只要裸电池B的第一翼部分124a与膜支撑件50相邻地设置，裸电池B的布置就不受限制。
如图5中所示，膜支撑件50包括吸孔52以及固定构件60，固定构件60向上突出以引导绝缘膜130并确定绝缘膜130在膜支撑件50上的正确位置。固定构件60是引导绝缘膜130和衬纸140相对于膜支撑件50的位置的突起。固定构件60可以布置在膜支撑件50的两端，固定构件60至少穿过附着到绝缘膜130的衬纸140并且也可能穿过绝缘膜130，以相对于膜支撑件50引导绝缘膜130以及使绝缘膜130与膜支撑件50对准。吸孔52也用于通过吸气将绝缘膜130固定到膜支撑件50。更具体地讲，吸孔52通过吸气将附着到绝缘膜130的衬纸（或剥离纸）140固定到膜支撑件50。使用通过管（未示出）连接到真空口55的真空装置（未示出）来执行通过使用吸孔52对绝缘膜130的固定。流体连接到吸孔52的真空口55设置在膜支撑件50的一侧，所述管将真空口55流体连接到真空装置。因此，在本发明中，在吸孔52处的吸力与固定构件60的使用的组合用于将绝缘膜130固定到膜支撑件50并使绝缘膜130与膜支撑件50对准。
现在转到图7A和图7B，图7A是示出通过使用夹具附着到裸电池B的每个绝缘膜130的斜视图，图7B是图7A中的绝缘膜130的分解斜视图。参照图7A和图7B，绝缘膜130包括粘附表面以附着到裸电池B，并设置有附着到粘附表面的衬纸140。最终附着到裸电池B的侧部的绝缘膜130包括绝缘材料。绝缘膜130可以粗略地分为两部分，即，上面参照图1和图2描述的第一部分131和第二部分132。
通过将粘附材料施加到绝缘膜130的一个表面形成粘附表面。可选择地，可以通过将双面胶带而不是粘附材料附着到绝缘膜130的一个表面来形成粘附表面。
为了防止外来物质在绝缘膜130附着到裸电池B之前自身附着到粘附表面，在粘附表面上设置衬纸140。衬纸140可以包括第一衬纸141和第二衬纸142。
第一衬纸141与绝缘膜130的第一部分131对应，第二衬纸142与绝缘膜130的第二部分132对应。当绝缘膜130设置在膜支撑件50上时，第一部分131从膜支撑件50向翼部分124突出，同时第二部分132设置在膜支撑件50上。因此，当绝缘膜130设置在膜支撑件50上时，除去第一衬纸141，第二衬纸142仍然附着到绝缘膜30和膜支撑件50。
衬纸140的尺寸可以大于绝缘膜130的尺寸。例如，由于第二衬纸142的尺寸可以大于绝缘膜130的第二部分132的尺寸，所以绝缘膜130可以通过第二衬纸142固定到膜支撑件50。为此，在第二衬纸142中形成与固定构件60对应的通孔142h。
现在将参照图8至图11解释绝缘膜130在夹具上的布置以及通过使用夹具将绝缘膜130附着到裸电池B的工艺。图8是示出绝缘膜130和裸电池B安装在图5的夹具上的状态的斜视图，而图9是图8的侧视图。
参照图8，裸电池B安装在单元安装件40的安装空间R中，使得第一翼部分124a与膜支撑件50平行。在参照图7A和图7B描述的状态下，将第二衬纸142的通孔142h与固定构件60对准，然后将固定构件60插入到第二衬纸142的通孔142h中，从而引导并对准第二衬纸142的位置。接下来，除去第一衬纸141，绝缘膜130的第一部分131从膜支撑件50向第一翼部分124a突出，同时绝缘膜130的第二部分132设置在膜支撑件50上，第二衬纸142位于绝缘膜130的第二部分132和膜支撑件50之间。
由于吸孔52形成在第二衬纸142下方，所以第二衬纸142通过吸气以及通过固定构件60而固定。如果仅使用固定构件60固定第二衬纸142，则因通孔142h与固定构件60之间的偏差会导致发生细微的位置误差。然而，由于使用固定构件60和吸孔52二者的固定结构可以提前防止绝缘膜130移动，所以绝缘膜130可以精确地附着到第一翼部分124a上。
现在参照图9，膜支撑件50的第一端可枢转地结合到第三支撑件33的第一端。膜支撑件50可绕着沿D3方向的轴枢转，其中，该D3方向与裸电池B的侧表面平行。
例如，当膜支撑件50绕着轴向后倾斜而面朝上时，如上所述的其上设置有第二衬纸142的绝缘膜130也向后倾斜，从而达到图9中示出的位置。在这种情况下，随着膜支撑件50枢转，绝缘膜130的粘附表面被暴露的第一部分131可以附着到第一翼部分124a的外表面。
通过旋转膜支撑件50可以精确地对准第一翼部分124a和绝缘膜130。因此，即使裸电池B的厚度小，也可以容易地且简单地将绝缘膜130粘附到其。
现在转到图10和图11，图10是示出粘附到裸电池B的绝缘膜的第一部分131与图9的夹具分开的状态的斜视图，图11是示出附着有绝缘膜130的裸电池B在图10的状态下再次安装在夹具上的状态的斜视图。
参照图9和图10，将绝缘膜130的第一部分131附着到第一翼部分124a，然后将裸电池B和绝缘膜的组合与夹具分开。在这种情况下，可以通过使用形成在单元安装件40的下边缘中的凹槽41容易地将裸电池B与夹具分开。
参照图10，在绝缘膜130的第一部分131附着到第一翼部分124a的状态下，除去第二衬纸142。接下来，将绝缘膜130的第二部分132附着到壳体120的前表面120bf。在这种情况下，绝缘膜130的第二部分132连接到第一部分131，同时如上所述地被弯曲成相对第一部分131基本垂直。以该方式，绝缘膜130附着到形成在裸电池B的第一侧的第一翼部分124a。为了将绝缘膜130附着到形成在裸电池B的第二侧（裸电池B的第二侧与裸电池B的第一侧相对）的第二翼部分124b，将裸电池B再次安装在夹具上。
现在参照图11，当将裸电池B安装在单元安装件40上时，将第二翼部分124b设置成与膜支撑件50相邻。将绝缘膜130附着到第二翼部分124b的工艺与参照图7至图10描述的工艺相同，因此，这里将不再给出对其的详细解释。
现在转到图12，图12是示出根据本发明第二实施例的电池单元20的斜视图。参照图12，电池单元20包括电极组件110、壳体120和绝缘膜130'。如上参照图1至图4描述的，每个绝缘膜130'的第一部分131'粘附到每个翼部分124，第二部分132'粘附到前表面120bf。
然而，图1的电池单元10与图12的电池单元20之间的差异在于：通孔132h'形成在覆盖翼部分124的绝缘膜130′中，其中，翼部分124形成在电池单元20的两侧。下面的解释将侧重该差异。
现在转到图13A和图13B，图13A和图13B分别是在使用前的每个绝缘膜130'/衬纸140'组合的斜视图和分解斜视图。参照图13A和图13B，绝缘膜130'包括在一侧上的粘附表面以附着到壳体120，并设置有附着到粘附表面的衬纸140'。最终附着到壳体120的侧部的绝缘膜130'包括绝缘材料。绝缘膜130'可以粗略地分为两部分，即，第一部分131'和第二部分132'。
通过将粘附材料施加到绝缘膜130'的一个表面形成粘附表面。可选择地，可以通过将双面胶带而不是粘附材料附着到绝缘膜130'的一个表面来形成粘附表面。为了防止在使用之前外来物质附着到绝缘膜130'的粘附材料，将衬纸140'布置在粘附表面上。衬纸140'可以包括与第一部分131'对应的第一衬纸141'和与第二部分132'对应的第二衬纸142'。
第一衬纸141'与绝缘膜130'的第一部分131′对应，第二衬纸142'与绝缘膜130'的第二部分132'对应。当绝缘膜130'设置在膜支撑件50上时，第一部分131'从膜支撑件50向翼部分124突出，第二部分132'设置在膜支撑件50上。因此，当绝缘膜130'设置在膜支撑件50上时，除去第一衬纸141'，并且第二衬纸142'仍然附着到绝缘膜30'的第二部分132'。
衬纸140'的尺寸可以大于绝缘膜130'的尺寸，并且还可以小于图7A和图7B中的衬纸140的尺寸。虽然在图7A和图7B的第一实施例中，通孔142h仅形成在第二衬纸142中，但在图13A和图13B中，通孔132h'和142h'形成在绝缘膜130'的第二部分132'和第二衬纸142'中。
现在将参照图14至图16解释通过使用夹具将图13A和图13B中的绝缘膜130'附着到裸电池B的工艺。图14至图16的夹具与图5至图9的夹具相同。
现在参照图14，图14是示出绝缘膜130'和裸电池B安装在夹具上的状态的斜视图。如图14中所示，电池单元20安装在单元安装件40的安装空间R中，使得第一翼部分124a被设置成与膜支撑件50相邻并与膜支撑件50平行。在参照图13A和图13B描述的状态下，将膜支撑件50的固定构件60与分别形成在绝缘膜130'的第二部分132'中和衬纸的第二部分142'中的通孔132h'和142h'对准。然后通过使用固定构件60将绝缘膜130'和衬纸140'固定到膜支撑件50。也可以通过吸孔52将附着到绝缘膜130'的衬纸140'附着到膜支撑件。接下来，当除去第一衬纸141'时，绝缘膜130'的第一部分131'从膜支撑件50向第一翼部分124a突出，并且第一部分131'的粘附表面面对第一翼部分124a，同时绝缘膜130'的第二部分132'仍然固定到膜支撑件50上。
由于吸孔52形成在第二衬纸142'下方，所以第二衬纸142'通过吸气固定到膜支撑件50。如果仅使用固定构件60将绝缘膜130'的第二部分132'和第二衬纸142'设置在膜支撑件50上，则因通孔132h'和142h'与固定构件60之间的偏差会导致发生细微的位置误差。然而，由于使用固定构件60和吸孔52二者的固定结构可以提前防止绝缘膜130'移动，所以绝缘膜130'可以精确地附着到电池20上的适当位置。
像第一实施例中一样，第二实施例的膜支撑件50可以绕着沿D3方向延伸的轴枢转，其中，该D3方向与裸电池B的侧表面平行。因此，通过旋转膜支撑件50，可以使第一翼部分124a与绝缘膜130'的第一部分131'精确地对准。
现在参照图15，斜视图示出了在裸电池B已经与图14的夹具分开之后绝缘膜130'的第一部分131'附着到裸电池B的第一翼部分124a的状态。参照图14和图15，在绝缘膜130'附着到第一翼部分124a的状态下，除去第二衬纸142'，然后，将绝缘膜130'的第二部分132'附着到壳体120的前表面120bf。在这种情况下，绝缘膜130'的第二部分132'附着到第一部分131'，同时被弯曲成相对于第一部分131'基本垂直，从而绝缘膜130'防止第一翼部分124a暴露到外部。
现在参照图16，斜视图示出了与图15示出的二次电池一致的包括附着有绝缘膜130'的第一翼部分124a的裸电池B被再次安装在夹具上。为了将另一绝缘膜130'附着到第二翼部分124b，将裸电池B再次安装在夹具上。现在参照图16，当将裸电池B安装在单元安装件40上时，将第二翼部分124b设置成与膜支撑件50相邻。将另一绝缘膜130'附着到第二翼部分124b的工艺与上面参照图14和图15描述的工艺相同，因此，这里将不再给出对其的详细解释。
图17是沿图1的剖面线IV-IV截取的放大剖视图。如图17中所示，汇合处155形成在翼部分124b接近壳体120的前表面120bf之处。绝缘膜130覆盖壳体120的暴露的边缘部分150，以防止暴露的金属层122被腐蚀。如图17中所示，上壳体部分120a和下壳体部分120b在翼部分124处折叠在一起。上壳体部分120a形成壳体120的背表面120ab以及折叠在翼部分124中的边缘部分或翼部分120aw。同样地，下壳体部分120b形成壳体的前表面120bf以及在翼部分124中折叠到翼部分120aw上的边缘部分120bw。
图18A是斜视图，该斜视图示出了在图1至图11示出的实施例中，将附着到绝缘膜的衬纸或剥离纸与从膜支撑件延伸出的对准销（或固定构件）60对准，其中，仅剥离纸被穿孔而绝缘膜未被穿孔。附着到绝缘膜130的衬纸140也可以通过吸孔52附着到膜支撑件50。图18B是斜视图，该斜视图示出了如在图12至图16的实施例中，将穿有一对对准孔132h'的绝缘膜130'与衬纸140'中的孔142h'和从膜支撑件50延伸出的对准销60对准。附着到绝缘膜130'的衬纸140'也可以通过吸孔52附着到膜支撑件50。
上壳体部分120a和下壳体部分120b中的每个可以由电绝缘层、热结合层以及布置在电绝缘层和热结合层之间的金属层构成，电绝缘膜沿接缝（该接缝形成于壳体120的上壳体部分120a和下壳体部分120b的对应的翼部分形成的汇合处）的长度粘附到并覆盖每个翼部分。在一个示例性设计中，二次电池可以由电极组件、壳体构成，壳体接纳地容纳电极组件的插入，壳体120包括上壳体部分120a和附着到上壳体部分120a的下壳体部分120b，其中，上壳体部分120a和下壳体部分120b的相对的边缘翻叠，从而产生翼部分124a和124b。
商业上可接受的无泄漏的二次电池与易泄漏的二次电池之间的差异在于在制造电池过程中保持范围非常窄的偏差和精度。为了确保二次电池的无泄漏特征，需要相对于接缝（该接缝形成于由第一翼部分和第二翼部分中的对应的翼部分和前部形成的汇合处）的长度来精确地且准确地放置绝缘膜，这是因为不平行地布置绝缘膜的边缘将具有对接缝的覆盖不足或覆盖不充分的风险，这样显著增大了电解质泄漏的风险以及伴随的、二次电池的导电金属组件的裸表面被暴露的风险。
前面的描述提供了可以用适用于制造无泄漏二次电池的夹具构造的可再充电二次电池的制造和使用以及用于制造用容纳电极组件的壳体构造的二次电池的方法的细节。壳体包括通过第一翼部分和第二翼部分沿相对边缘终止的前部和背部，绝缘膜沿接缝（该接缝形成于由第一翼部分和第二翼部分中的对应的翼部分和前部形成的汇合处）的长度弯曲，同时剥离纸中的一对孔或者可选择地剥离纸和绝缘膜二者中的一对孔例如通过穿过这些孔的一对分开的对准销以相对于其中一个汇合处的长度平行的队列保持，绝缘膜粘附到并覆盖前部与第一翼部分和第二翼部分中的对应的一个翼部分相邻的部分，从而防止电解质的泄漏并防止二次电池的导电金属组件的腐蚀。可选择地，绝缘膜的一个边缘可以通过膜支撑件表面的表面形状或膜支撑件表面内的凹进并结合与通孔（所述通孔穿过剥离纸或穿过绝缘膜和剥离纸二者）接合的对准销或者结合邻近剥离纸的纵向边缘的对准销、按照相对于汇合处的长度几乎理想的、平行的队列保持，其中，绝缘膜沿第一翼部分和第二翼部分的长度粘附到并覆盖前部以及第一翼部分和第二翼部分中的每个。因此，考虑到电池的微小尺寸、壳体的纤薄性以及无泄漏电池与易泄漏电池之间的极小的偏差差异，在制造过程中，沿膜支撑表面的长度配有间隔开的对准销与吸洞或吸孔结合的夹具的构造精确地且准确地确保了绝缘膜的长度的边缘与由壳体的前部与第一翼部分和第二翼部分形成的汇合处产生的接缝之间的高度一致性。
因此，前面的范例满足对袋型电池、制造这样的袋型电池的方法和适合于制造袋型电池的夹具进行不同设计的需要，该袋型电池、制造袋型电池的方法和制造袋型电池的夹具降低了电解质从电池单元泄漏的可能性、防止袋型壳体中的导电金属层和电极组件的电极之间发生电短路。
虽然已参照本发明的示例性实施例具体地示出并描述了本发明，但本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，在此可以做出形式和细节上的各种改变。

Claims (19)

1.一种电池单元，所述电池单元包括：
电极组件；
壳体，容纳电极组件，壳体包括通过第一翼部分和第二翼部分沿相对的边缘终止的前部和背部，第一翼部分与第二翼部分相对地设置；以及
绝缘膜，沿前部与第一翼部分和第二翼部分中的一个翼部分之间的汇合处的长度弯曲，绝缘膜沿第一翼部分和第二翼部分中的所述一个翼部分的长度粘附到并覆盖所述前部以及第一翼部分和第二翼部分中的所述一个翼部分。
2.如权利要求1所述的电池单元，其中，绝缘膜中的一对孔按照相对于汇合处的长度平行的队列保持。
3.如权利要求1所述的电池单元，其中，绝缘膜具有粘附到第一翼部分和第二翼部分中的所述一个翼部分的第一部分以及粘附到壳体的所述前部的第二部分。
4.如权利要求3所述的电池单元，其中，绝缘膜的第二部分沿与第一部分基本垂直的方向延伸。
5.如权利要求1所述的电池单元，其中，电极组件包括延伸到壳体的外部的阴极接线片和阳极接线片。
6.如权利要求5所述的电池单元，其中，电极组件包括阴极板、阳极板以及布置在阴极板和阳极板之间的分隔件，阴极接线片连接到阴极板，阳极接线片连接到阳极板。
7.一种夹具，所述夹具包括：
支撑件；
单元安装件，结合到所述支撑件并提供倾斜表面以将电池单元保持在所述倾斜表面上；以及
膜支撑件，布置在所述支撑件的顶部上并包括平坦表面以支撑绝缘膜的至少一部分，所述平坦表面具有防止绝缘膜移动的多个固定构件和多个吸孔。
8.如权利要求7所述的夹具，其中，所述支撑件包括多个支撑部件，能够通过调节支撑部件的相对位置来调节所述支撑件的高度。
9.如权利要求7所述的夹具，其中，所述支撑件包括第一支撑件、第二支撑件和第三支撑件，第一支撑件为基体，第二支撑件从第一支撑件垂直地延伸，第三支撑件布置在第二支撑件的顶部附近，膜支撑件布置在第三支撑件上。
10.如权利要求7所述的夹具，其中，膜支撑件能够相对于所述支撑件旋转。
11.如权利要求10所述的夹具，其中，第二支撑件具有长槽，长槽通过一个螺栓结合到第三支撑件中的结合孔，第二支撑件中的长槽基本上大于第三支撑件中的结合孔，以允许膜支撑件和第三支撑件相对于第一支撑件和第二支撑件升高和下降。
12.如权利要求7所述的夹具，其中，膜支撑件还包括真空口，真空口与吸孔连通并附接到与真空装置连接的管。
13.如权利要求7所述的夹具，其中，每个固定构件从膜支撑件的所述平坦表面突出，以引导绝缘膜并将绝缘膜对准到所述平坦表面上。
14.一种制造电池单元的方法，所述方法包括下述步骤：
通过将电极组件插入下壳体中的容纳空间中，将上壳体和下壳体密封到一起，以及通过将上壳体密封到下壳体的壳体的边缘翻叠而在裸电池的相对侧形成第一翼部分和第二翼部分，来制备裸电池；
将裸电池放置在夹具的安装空间上，使得第一翼部分朝上并在夹具的膜支撑件附近；
将第一绝缘膜固定到夹具的膜支撑件上；
将第一绝缘膜的第一部分附着到裸电池的第一翼部分；
将附着有第一绝缘膜的第一部分的裸电池从夹具移除；以及
将第一绝缘膜的第二部分附着到裸电池的前表面。
15.如权利要求14所述的方法，所述方法还包括根据权利要求14所述的方法将第二绝缘膜附着到裸电池的第二翼部分。
16.如权利要求14所述的方法，其中，将第一绝缘膜固定到膜支撑件上的步骤包括：
放置第一绝缘膜，其中，将从膜支撑件突出的多个固定构件插入到布置在第一绝缘膜和衬纸中的每个中的孔中，衬纸附着到第一绝缘膜的一侧；以及
将吸力施加到形成在膜支撑件中并被衬纸覆盖的吸孔。
17.如权利要求14所述的方法，其中，将第一绝缘膜固定到膜支撑件上的步骤包括：
放置第一绝缘膜，衬纸附着到第一绝缘膜的一侧，从膜支撑件突出的多个固定构件插入到布置在衬纸的未被第一绝缘膜覆盖的部分中的孔中；以及
将吸力施加到形成在膜支撑件中并被衬纸覆盖的吸孔。
18.如权利要求14所述的方法，其中，将第一绝缘膜的第一部分附着到裸电池的第一翼部分的步骤包括：
相对于安装在夹具上的裸电池向上旋转膜支撑件和第一绝缘膜的组合；
通过除去衬纸的与第一绝缘膜的第一部分相应的第一部分，来暴露第一绝缘膜的在从膜支撑件的边缘突出的第一部分的底部上的粘合剂；以及
通过向下旋转膜支撑件和第一绝缘膜的组合来将绝缘膜的第一部分粘附到裸电池的第一翼部分。
19.如权利要求14所述的方法，其中，将第一绝缘膜的第二部分附着到裸电池的前表面的步骤包括：
从第一绝缘膜的第二部分除去衬纸的第二部分；以及
将第一绝缘膜的第二部分翻叠到裸电池的前表面上，使得第一绝缘膜的第二部分与第一绝缘膜的第一部分垂直。
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